轻巧、高效、耐用：FIDO 太阳能电池的三重承诺

采用 FIDO 技术的非晶太阳能电池更高效、更稳定、更轻巧。资料来源：Yutaka Matsuo

日本名古屋大学研究人员领导的一个研究小组创造出一种基于富勒烯茚满酮（FIDO）的材料，有望提高下一代太阳能电池的耐用性。耐久性一直是太阳能电池实际应用和商业化的最大障碍之一。研究人员在《美国化学学会杂志》（Journal of the American Chemical Society）上发表了他们的研究成果。

下一代太阳能电池可能会使用基于透镜的电池。这些基于晶体的电池效率很高，甚至可以在室内微弱光线条件下发电。它们还比传统的硅太阳能电池更轻、更灵活。因此，它们更适合安装在窗户和墙壁等垂直表面上。

这些太阳能电池的许多独特性能都来自富勒烯（C60）。富勒烯的形状独特，像一个足球，让人一眼就能认出。富勒烯是一种碳基半导体，可以引导电子产生能量，因此对有机电子产品至关重要。研究人员可以将有机分子附着在富勒烯上，以增强其电子功能，从而创造出具有不同特性的衍生物。

FIDO介绍：稳定高效的材料

未来社会创新研究所的松尾丰教授领导的研究小组在富勒烯中加入了茚酮，从而制造出了FIDOs。茚酮是一种在反应中非常有用的化合物。它具有独特的融合环结构，能在富勒烯和茚酮的苯部分之间建立牢固的碳联系。这就形成了一种即使在加热时也非常稳定的排列。

松尾和他的合作者利用FIDO控制薄膜生成一种非晶材料，而不是目前使用的硅太阳能电池中更为常见的晶体材料。与组织严密的晶体相比，非晶材料的结构更加随机。这种随机性使得非晶体薄膜可以通过调整沉积条件和调整薄膜的电特性来达到太阳能电池技术的要求，从而具有特定的性能。

当他们将新技术与标准薄膜进行比较时，发现新薄膜有许多优点。与传统薄膜不同，它更高效、更稳定，而且这些特性不会退化。重要的是，转换效率并没有降低。

对光伏技术的广泛影响

松尾说："我们的无定形薄膜在加热时不会结晶，形态稳定性极佳。薄膜的一个问题是，当加热到 150°C 时，结晶程度会增加。我们新开发的薄膜在沉积后是一种无定形薄膜，即使在加热时也保持无定形。"

该研究小组认为他们的技术具有广泛用途。松尾说："预计这些富勒烯衍生物不仅可用于过氧化物太阳能电池，还可用于光电转换元件，如有机光电二极管和有机光电探测器。有机光电探测器有助于相机成像传感器的高分辨率，并将用于智能手机显示屏的指纹验证，允许从手指触摸屏幕的任何部分解锁"。

编译自:ScitechDaily